通过定点测量数据对理论路径损耗值的偏移量概率密度分布,可以观察信道的小尺度衰落特性。 描述小尺度衰落常用的分布有Rayleigh 分布和Rice分布,其概率密度函数分别为:
其中: A为直射信号的幅度值,o表示信道噪声的方 差统计值,I(●)为修正的零阶第一类Bessel 函数。因此Rayleigh分布也是Rice分布的一种特殊情形,在通信上Rayleigh分布常用于描述反射路径较多而不存在直射信号的信道衰落特性,Rice分布常用于描述反射路径较多且存在直射信号的信道衰落特性。图6给出了2018年1月30日和1月31日定点测量结果的路径损耗偏差分布,并分别使用Rice分布和Rayleigh分布进行拟合,使用均方根误差(RMSE)作为拟合效果的评价指标。图6a中,Rice分布和Rayleigh分布拟合结果相似,其中Rice分 布均方误差为0. 02129,Rayleigh 分布均方误差为 0.02174; 图6b中,Rice分布拟合效果显著提高,其均方误差为0.01792,而Rayleigh分布的均方误差为0.02156。因此可以判断,由于视距内信号传输存在直射径及多条海面反射路径,近海视距范围内的无线信道小尺度衰落可用Rice 分布描述。这-结果验证了文[1]给出的结论。
最后,比较不同海况条件下海域信道的多径时延特性,该特性可以用接收信号的均方根时延扩展表征,计算公式为
其中: N为多径数目,P,和τ分别表示第l条径的功率和超量时延。2018年1月30日和1月31日定 点测量得到的均方根时延扩展如图7所示,其中1 月30日和1月31日的平均海浪高度分别约为0.8和0.5m。可以看出,随着海浪高度的增加,海面漫反射和散射径功率增强,且时延增大,因此均方根时延扩展也将增大。这要求设计环境肖适应的海上信号传输格式,以适应柑干带宽的动态变化,避免产生码间干扰导致信号失真等。